(57)【要約】【課題】高い屈折率（ｎｄ）と十分な液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηとを兼ね備えた、良好な耐失透性及び研磨加工によるプリフォーム材や光学素子の作製を行い易い光学ガラスと、これを用いたプリフォームを提供する。【解決手段】酸化物基準の質量％でＢｉ２Ｏ３成分を７５．０％以上９８．０％以下、酸化物基準の質量％でＮｂ２Ｏ５成分を０％を超えて１０．０％未満、酸化物基準の質量％でＺｎＯ成分を０％を超えて１０．０％未満の成分をそれぞれ含有することを特徴とする光学ガラス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準の質量％でＢｉ２Ｏ３成分を７５．０％以上、酸化物基準の質量％でＮｂ２Ｏ５成分を１０．０％未満、酸化物基準の質量％でＺｎＯ成分を１０．０％未満の成分をそれぞれ含有することを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
Ｂｉ２Ｏ３成分を９８．０％以下含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｂｉ２Ｏ３成分とＢ２Ｏ３成分とを合計で９０％以上含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項４】
Ｎｂ２Ｏ５成分が０％を超えて含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項５】
ＺｎＯ成分が０％を超えて含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項６】
屈折率（ｎｄ）が２．１５以上であり、且つ、液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが０．３以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項７】
アッベ数（νｄ）が１３．０以上２５．０以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用のプリフォーム。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の光学ガラスを含んでなることを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
請求項８に記載のプリフォームを精密プレスすることにより成形されることを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、プリフォーム及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化への要求は、ますます強まっている。
【０００３】
光学ガラスにおいて、特に、研削や研磨法で作製することは高コスト、低能率であるために、製造方法としては、ゴブあるいはガラスブロックを切断・研磨したプリフォーム材を加熱軟化させ、これを高精度な面を持つ金型で加圧成形させることによって、研削・研磨工程を省略し、低コスト・大量生産が実現している。
【０００４】
この光学レンズの低コスト・大量生産という目的を達成するためには、まずモールドプレスに用いられる金型が繰り返し使用できなければならない。そのためには金型の表面酸化を極力抑えるべく、モールドプレス時の温度をできるだけ低く設定する必要がある。また、モールドプレスの上限温度と転移温度やガラス屈伏点は相関性があり、これらの温度は低ければ低いほど金型の表面酸化の進行が抑えられ、金型の寿命の観点からも好ましい。更に、モールド成形の前段階であるプリフォーム材の製造についても十分なコスト検討を行う必要がある。
【０００５】
プリフォームの製造方法としては、ガラス融液を滴下し冷却する方法がある。この方法はプリフォーム材自体の量産性が高く、製造コストについても現在最も安価である。さらに、この方法にて得られたプリフォームは球形あるいは両凸のレンズ形状に近いため、モールドプレス時の形状変化量を小さくすることができ、ガラス自体の量産性も向上させることができる。
【０００６】
ガラス融液を滴下してプリフォーム材を生産する場合、その製造時の条件とガラス自体の特性について相互的に最適化されなければならない。特に高屈折率高分散になるほどガラス成形酸化物の量が相対的に少なくなり、ガラスが低粘性化する傾向にある。つまり、高屈折率高分散ガラスにおいて、この成形法にてプリフォーム材を成形する際、粘性が低いと表面の曲面が滑らかで均一な、球形あるいは両凸のレンズに近い形状を得られ難い。したがって、プリフォーム成形時のガラス融液の粘性は十分検討されなければならない。
【０００７】
また、液相温度（失透温度）はガラス成形時、例えばプリフォーム製造時の温度より低い温度でなければならない、つまり滴下時に失透しないガラスでなければならない。したがって、ガラス融液の粘性が低いと、ガラス融液の粘性を上げるべく、ガラス融液の温度を下げなければならない。すると液相温度を下回ってしまい、プリフォーム材に失透を生じてしまう。更に、高屈折率高分散ガラスでは、その傾向が顕著となる。その反面、液相温度が高いため、プリフォーム製造時の温度を高温にすると、失透の問題は解消する。しかし、ガラスが低粘性化してしまい、プリフォーム成形できないばかりか、ガラスの金型への焼き付きや金型の表面酸化による早期消耗等の問題が発生する。
【０００８】
一方、近年の光学ガラスにおいては、特に、高い屈折率（ｎｄ）、且つ、低い液相温度を有し、滴下にてプリフォームを成形可能とする必要がある。高い屈折率（ｎｄ）を有する光学ガラスが特許文献１に開示されている。特許文献１には、屈折率（ｎｄ）が２．１５以上２．３以下の範囲になるように、Ｂｉ２Ｏ３成分を含有した光学ガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２０３１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載される光学ガラスでは、屈折率（ｎｄ）及び液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが十分ではなかった。そのため、耐失透性及び光学系に用いられる光学素子の点数の削減や光学素子の薄型化を図り、光学系への高精度化、軽量化、小型化の要求に応えるには、屈折率（ｎｄ）をより一層高め、十分な液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηを得る必要がある。
【００１１】
また、Ｂｉ２Ｏ３成分を主成分として含有するガラスは、高い屈折率（ｎｄ）と十分な液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηとを兼ね備えた光学ガラスが求められている。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＺｎＯをそれぞれ含有することによって、高い屈折率（ｎｄ）と十分な液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηとを兼ね備えた、良好な耐失透性及び研磨加工によるプリフォーム材や光学素子の作製を行い易い光学ガラスと、これを用いたプリフォームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意試験研究を重ねた結果、少なくともＢｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＺｎＯの含有量をそれぞれ所定の範囲内にすることによって、屈折率（ｎｄ）及び液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが高められることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、酸化物基準の質量％でＢｉ２Ｏ３成分を７５．０％以上、酸化物基準の質量％でＮｂ２Ｏ５成分を１０．０％未満、酸化物基準の質量％でＺｎＯ成分を１０．０％未満の成分をそれぞれ含有することを特徴とする。
【００１５】
前記光学ガラスにおいて、Ｂｉ２Ｏ３成分を９８．０％以下含有してもよい。
【００１６】
光学ガラスにおいて、Ｂｉ２Ｏ３成分とＢ２Ｏ３成分とを合計で９０％以上含有してもよい。
【００１７】
前記光学ガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５成分が０％を超えて含有してもよい。
【００１８】
前記光学ガラスにおいて、ＺｎＯ成分が０％を超えて含有してもよい。
【００１９】
前記光学ガラスにおいて、屈折率（ｎｄ）が２．１５以上であり、且つ、液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが０．３以上であってもよい。
【００２０】
前記光学ガラスにおいて、アッベ数（νｄ）が１３．０以上２５．０以下であってもよい。
【００２１】
本発明の実施形態に係る精密プレス成形用のプリフォームは、前記いずれかに記載の光学ガラスからなることを特徴とする。
【００２２】
本発明の実施形態に係る光学素子は、前記いずれかに記載の光学ガラスを含んでなることを特徴とする。
【００２３】
前記光学素子において、前記プリフォームを精密プレスすることにより成形されてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＺｎＯを含有することによって、高い屈折率（ｎｄ）及び所定範囲の液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηを有しながらも、良好な耐失透性及び研磨加工によるプリフォーム材や光学素子の作製を行い易い光学ガラスと、これを用いたプリフォームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例及び比較例に係る光学ガラスにおいて、屈折率（ｎｄ）と液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηとの関係を示す図である。
【図２】本発明の実施例及び比較例に係る光学ガラスにおいて、屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、酸化物基準の質量％でＢｉ２Ｏ３成分を７５．０％以上、酸化物基準の質量％でＮｂ２Ｏ５成分を１０．０％未満、酸化物基準の質量％でＺｎＯ成分を１０．０％未満含有することによって、屈折率（ｎｄ）が２．１５以上、液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが０．３以上にすることができる。少なくともＢｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５及びＺｎＯ成分を所定の範囲内にすることによって、光学ガラスの屈折率（ｎｄ）及び液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηを高められる。このため、高い屈折率（ｎｄ）及び液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηを有しながらも、良好な耐失透性及び研磨加工によるプリフォーム材や光学素子の作製を行い易い光学ガラスと、これを用いたプリフォームを得ることができる。
【００２７】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々な態様で実施することができる。
【００２８】
［ガラス成分］
本発明の実施形態に係る光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。各成分は酸化物基準の質量％にて表現する。ここで「酸化物基準」とは、本発明の実施形態に係るガラス構成成分の原料として使用される酸化物、硝酸塩等が溶融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の質量の総和を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
【００２９】
＜必須成分、任意成分について＞
ＳｉＯ２成分は、ガラスの安定性を向上して失透を低減させる成分であり、且つガラスの低分散化を図る効果、透過率、科学的耐久性、磨耗度の向上及び液相温度に対する粘性を高くする効果のある成分であり、本発明の実施例に係る光学ガラスの任意成分である。しかしながら、ＳｉＯ２成分の含有量が多すぎると、ガラスの屈折率（ｎｄ）や部分分散比が低下し易く、ガラスの溶融性も悪化し易い。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。ＳｉＯ２成分は、原料として例えばＳｉＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３０】
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラスの安定性を向上して失透を低減し、且つガラスの部分分散比を高く維持して、科学的耐久性を向上させる効果のある成分である。しかしながら、Ｂ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下し易くなって失透が発生し易くなり、且つガラスが低屈折率化及び低分散化し易くなる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１５．０％、より好ましくは１２．０％、最も好ましくは９．０％を上限とする。一方、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１．０％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは４．０％を下限とする。Ｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３１】
ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分は、必ずしも含まれていなくてもよいが、これらはガラス形成成分であり、ガラスの失透性の低減及び液相温度に対する粘性を高くするのに非常に効果がある成分であるため、両者のうち少なくとも一方が０％超含有されていることが好ましい。しかしながら、これらの含有量が多すぎると、所望の部分分散比やアッベ数（νｄ）が得難くなる。従って、ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０％を超え、より好ましくは２．５％、最も好ましくは５．０％を下限とする。一方、ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分の質量和は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。なお、ＳｉＯ２はＢ２Ｏ３と同時に使用することにより、ガラスの液相温度を下げ、耐失透性を向上させ、ガラスの溶融性、安定性及び化学耐久性が増すと共に、可視域における透明性も向上するため、同時に使うのが好ましい。
【００３２】
Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性や機械的強度、磨耗度の向上及び液相温度に対する粘性を高くするために有用な任意成分である。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下し易くなり失透性が増し、ガラス屈伏点を高くする傾向にある。従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。Ａｌ２Ｏ３成分は、原料として例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３３】
Ｙ２Ｏ３成分は、ガラスを低分散化して、高屈折率化するために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、Ｙ２Ｏ３成分の含有量については、好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。
【００３４】
Ｌａ２Ｏ３成分は、ガラスを低分散化して、高屈折率化するために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量については、好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。
【００３５】
Ｇｄ２Ｏ３成分は、ガラスを低分散化して、高屈折率化するために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有量については、好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。
【００３６】
Ｙｂ２Ｏ３成分はガラスを低分散化して、高屈折率化するために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくなる。したがって、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有量については、好ましくは１０．０％、さらに好ましくは５．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。
【００３７】
Ｙ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性の向上に効果があり、任意に添加し得る成分であるが、その量が多いと分散が低分散になる傾向があり、耐失透性も増加しやすくなる。しかしながら、これらの含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下して可視領域の光に対する透過率が低下し易くなる。また、Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、Ｌｎは、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ及びＹｂからなる群より選択される１種以上である）の質量和は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは２．０％を上限とする。特に、Ｌｎ２Ｏ３成分の質量和は、１．０％未満とすることが、ガラスの着色をより一層低減できるため、最も好ましい。ガラスのＹ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＬａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３等を用いることができる。
【００３８】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの屈折率（ｎｄ）、部分分散比を高め、液相温度を下げるのには効果的な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下して透過率が低下し易くなる。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。ＴｉＯ２成分は、原料として例えばＴｉＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００３９】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの化学的耐久性や機械的強度を向上するために有用な任意成分である。しかしながら、ＺｒＯ２成分の含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下して透過率が低下し易くなる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。ＺｒＯ２成分は、原料として例えばＺｒＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４０】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率（ｎｄ）、部分分散比の向上、ガラスの失透性を改善させるために有用な必須成分である。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．０５％、最も好ましくは０．１％を下限とする。一方、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下して透過率が低下し易くなる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％未満、より好ましくは５．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料として例えばＮｂ２Ｏ５等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４１】
ＴｉＯ２成分は必ずしも含まれていなくてもよいが、Ｎｂ２Ｏ５成分は必ず含むことが好ましく、所定量のＢｉ２Ｏ３成分（後述する）と、ＴｉＯ２成分又はＮｂ２Ｏ５成分と、を併用することで、高い透過率を維持したまま、ガラスの部分分散比をより一層高めることができる。従って、ＴｉＯ２成分及びＮｂ２Ｏ５成分の合計含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．２％、最も好ましくは０．５％を下限とする。一方、ＴｉＯ２成分及びＮｂ２Ｏ５成分の合計含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下して可視領域の波長の光に対する透過率が低下し易くなる。従って、ＴｉＯ２成分及びＮｂ２Ｏ５成分の合計含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。
【００４２】
Ｎｂ２Ｏ５成分及びＢ２Ｏ３成分は、Ｎｂ２Ｏ５成分／Ｂ２Ｏ３成分として含むことで、ガラスの安定化に寄与することができる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分／Ｂ２Ｏ３成分の含有量の比は、好ましくは０．００１、より好ましくは０．０１、最も好ましくは０．０３を下限とする。一方、Ｎｂ２Ｏ５成分／Ｂ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下して可視領域の波長の光に対する透過率が低下し易くなる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分／Ｂ２Ｏ３成分の含有量の比は、好ましくは０．５、より好ましくは０．２５、最も好ましくは０．２０を上限とする。
【００４３】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率（ｎｄ）を高め、ガラスの安定性を向上するために有用な任意成分である。しかしながら、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下して透過率が低下し易くなり、且つガラスの原料コストが大幅に上昇する。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。Ｔａ２Ｏ５成分は、原料として例えばＴａ２Ｏ５等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４４】
Ｎｂ２Ｏ５成分及びＴａ２Ｏ５成分は、併用することで、高い透過率を維持したまま、ガラスの安定化に寄与することができる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分及びＴａ２Ｏ５成分の合計含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。
【００４５】
ＷＯ３成分は、ガラスの屈折率（ｎｄ）を高め、ガラスの部分分散比を向上させ、且つ低Ｔｇ（ガラス転移点）化を図るために有用な任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下して透過率が低下し易くなる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。ＷＯ３成分は、原料として例えばＷＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４６】
ＺｎＯ成分は、ガラスの化学的耐久性、耐失透性を向上させることに有用な成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると所望の部分分散比とアッベ数（νｄ）が得にくくなる。したがって、ＺｎＯ成分の含有量については、好ましくは１０．０％未満、さらに好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。また、ＺｎＯ成分を含有しなくとも、本発明の実施形態において所望の光学特性を有する光学ガラスを作製することはできるが、上記部分分散比とアッベ数（νｄ）の調整を容易にするためには、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．１％、最も好ましくは０．２％を下限としてＺｎＯ成分を含有する。
【００４７】
ＭｇＯ成分は、ガラスの高分散化と耐失透性の向上に有用な任意成分である。しかしながら、ＭｇＯ成分の含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下し易くなるため、可視光の透過率が低下し易くなり、且つプレス成形時の再加熱処理によって失透し易くなる。従って、ＭｇＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。一方、ＭｇＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．１％、最も好ましくは０．２％を下限とする。ＭｇＯ成分は、原料として例えばＭｇＯ、ＭｇＣＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４８】
ＣａＯ成分は、透過率、ガラスの低分散化と耐失透性、化学的耐久性の向上に有用な任意成分である。しかしながら、ＣａＯ成分の含有量が多すぎると、ガラスの耐失透性が低下し易くなる。従って、ＣａＯ成分の含有量、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。一方、ＣａＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．１％、最も好ましくは０．２％を下限とする。ＣａＯ成分は、原料として例えばＣａＣＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００４９】
ＳｒＯ成分は、ガラスの耐失透性の向上に有用な成分である。しかしながら、ＳｒＯ成分の含有量が多すぎると、耐失透性が低下し易くなる。また、所望の部分分散比やアッベ数（νｄ）を得ることが困難になる。従って、ＳｒＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。一方、ＳｒＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．１％、最も好ましくは０．２％を下限とする。ＳｒＯ成分は、原料として例えばＳｒ（ＮＯ３）２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５０】
ＢａＯ成分は、ガラスの耐失透性の向上に有用な任意成分である。しかしながら、ＢａＯ成分の含有量が多すぎると、ガラスの屈折率（ｎｄ）が得られにくくなり、所望の部分分散比やアッベ数（νｄ）を得ることが困難になる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。一方、ＢａＯ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．１％、最も好ましくは０．２％を下限とする。ＢａＯ成分は、原料として例えばＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５１】
本発明の実施形態に係る光学ガラスでは、ＲＯ成分（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる１種又は２種以上）は、ガラスの耐失透性や分散、機械的強度、液相温度に対する粘性等のあらゆる物性を調整するために有用な成分である。しかしながら、ＲＯ成分の合計含有量が多すぎると、所望の部分分散比やアッベ数（νｄ）を得ることが困難になる。従って、ＲＯ成分の合計含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。一方、ＲＯ成分を含有しなくとも、本発明の実施形態における所望の特性を有する光学ガラスを作製できるが、ＲＯ成分の少なくともいずれかを含有することで、ガラスの耐失透性を高めながらも、ガラスの部分分散比とアッベ数（νｄ）の調整及び液相温度に対する粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηを下げることが容易にできる。従って、ＲＯ成分の合計含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．１％、最も好ましくは０．２％を下限とする。
【００５２】
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの安定性を向上させて失透や着色を低減させる成分であり、且つガラスの低Ｔｇ化に効果のある任意成分である。しかしながら、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下し易くなり、高い屈折率（ｎｄ）が得られにくくなり、部分分散比が低く且つ機械的強度が低下し易くなる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。Ｌｉ２Ｏ成分は、原料として例えばＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５３】
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの失透性を改善させ、ガラスの部分分散比とアッベ数（νｄ）を調整して、ガラスの低Ｔｇ化に効果のある任意成分である。しかしながら、Ｎａ２Ｏ成分の含有量が多すぎると、ガラスの屈折率（ｎｄ）が下がり、ガラスの安定性が低下し易くなり、ガラスの化学的耐久性及び機械的強度も低下し易くなる。従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。Ｎａ２Ｏ成分は、原料として例えばＮａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５４】
Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの失透性を改善させ、ガラスの部分分散比とアッベ数（νｄ）を調整して、ガラスの低Ｔｇ化に効果のある任意成分である。しかしながら、Ｋ２Ｏ成分の含有量が多すぎると、ガラスの安定性が低下し易くなり、ガラスの化学的耐久性及び機械的強度も低下し易くなる。従って、Ｋ２Ｏ成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。Ｋ２Ｏ成分は、原料として例えばＫ２ＣＯ３、ＫＮＯ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５５】
本発明の実施形態に係る光学ガラスでは、Ｒｎ２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれる１種又は２種以上）の含有量の質量和が、５．０％以下であることが好ましい。この質量和を５．０％以下にすることで、ガラスのアッベ数（νｄ）を所望の範囲に調整しつつ、ガラスの安定性をより高めて透過率の低下を抑えることができる。特に、Ｒｎ２Ｏ成分の質量和を１．０％以下にすることで、部分分散比の低下が抑制されるため、所望の高い部分分散比をより得易くすることができる。従って、Ｒｎ２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれる１種又は２種以上）の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。
【００５６】
なお、ＲＯ成分及びＲｎ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性と安定性の向上、低Ｔｇ化に効果があり、更に可視域におけるガラス透明性の向上に大きな役割を果たすので、これらの成分のいずれかが必要不可欠である。これら成分の１種または２種合計の含有量が少なすぎると効果が見られず、多すぎると液相温度の上昇やガラス安定性が悪くなる。従って、ＲＯ及びＲｎ２Ｏ成分の合計含有量は、好ましくは０％を超え、さらに好ましくは０．１％、最も好ましくは０．２％を下限とする。一方、ＲＯ及びＲｎ２Ｏ成分の合計含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。
【００５７】
Ｓｂ２Ｏ３成分は、ガラスの清澄を促す効果がある任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると、溶融性の悪化、ガラスの透過率及び耐失透性が低下する。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは３．０％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料として例えばＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いてガラス内に含有することができる。なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ２Ｏ３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤や脱泡剤、或いはそれらの組み合わせを用いることができる。
【００５８】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラスの着色の改善に効果があり、ガラスの透過率を向上するために有用な任意成分である。しかしながら、Ｐ２Ｏ５成分の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下し易くなる。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量の上限は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。Ｐ２Ｏ５成分は、原料として例えばＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、Ｎａ（ＰＯ３）、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いてガラス内に含有することができる。
【００５９】
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率（ｎｄ）を高め、ガラスの部分分散比を大きくし、且つガラスの低分散化に効果がある成分である。また、低Ｔｇ化、耐水性の向上等にも効果がある成分であり、本発明の実施形態に係る光学ガラスに欠かすことができない成分である。ここで、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を７５．０％以上にすることで、所望の高い屈折率（ｎｄ）を有する光学ガラスを得易くすることができる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは７５．０％、より好ましくは７７．０％、最も好ましくは７９．０％を下限とする。一方、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは９８．０％、より好ましくは９６．０％、最も好ましくは９４．０％を上限とすることで、ガラスの安定性が高められるため、ガラスの着色を低減できる。Ｂｉ２Ｏ３成分は、原料として例えばＢｉ２Ｏ３等を用いてガラス内に含有することができる。
【００６０】
Ｂｉ２Ｏ３成分及びＮｂ２Ｏ５成分は、併用することで、高い透過率を維持したまま、ガラスの安定化に寄与し、さらに、部分分散比をより一層高めることができる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分及びＮｂ２Ｏ５成分の合計含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは９０．０％、より好ましくは９４．０％、最も好ましくは９８．０％を下限とする。
【００６１】
Ｂｉ２Ｏ３成分及びＢ２Ｏ３成分は併用することが好ましいが、Ｂ２Ｏ３成分は、必ずしも含まれなくてもよい。Ｂｉ２Ｏ３成分及びＢ２Ｏ３成分は、高屈折率化、かつ、ガラスの安定化に寄与し、さらに、部分分散比をより一層高めることができる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分及びＢ２Ｏ３成分の合計含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは９０．０％、より好ましくは９４．０％、最も好ましくは９８％を下限とする。
【００６２】
ＧｅＯ２成分は、ガラスの耐失透性、ガラスの屈折率（ｎｄ）を高め、高い部分分散比の向上に効果がある成分であるが、高価であるために任意に添加し得る成分である。しかしながら、ＧｅＯ２成分の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下し易くなる。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。ＧｅＯ２成分は、原料として例えばＧｅＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００６３】
ＴｅＯ２成分は、ガラスの清澄を促し、高屈折率の維持及びガラスの低分散化の効果がある任意成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると、ガラスの耐失透性が低下し易くなる。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは１．５％を上限とする。一方、ＴｅＯ２成分の含有量は、酸化物基準の質量％で、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．１％、最も好ましくは０．２％を下限とする。ＴｅＯ２成分は、原料として例えばＴｅＯ２等を用いてガラス内に含有することができる。
【００６４】
＜含有させるべきでない成分について＞
本発明の実施形態においては、他の成分を本発明の実施形態に係る光学ガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉを除くＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合においても、ガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じさせる。したがって、可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。ここで「実質的に含まない」とは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。
【００６５】
Ｔｈ成分は高屈折率化又はガラスとしての安定性向上を目的として、Ｃｄ及びＴｌ成分は低Ｔｇ化を目的として含有することができる。しかし、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｏｓの各成分は、近年有害な化学物質成分として使用を控える傾向にあるため、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。したがって、環境上の影響を重視する場合には実質的に含まない方が好ましい。
【００６６】
鉛成分は、ガラスを製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要があるため、コストが高くなり、本発明の実施例に係る光学ガラスに鉛成分を含有させるべきでない。
【００６７】
Ａｓ２Ｏ３成分は、ガラスを溶融する際、泡切れ（脱法性）を良くするために使用されている成分であるが、ガラスを製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要があるため、本発明の実施例に係る光学ガラスにＡｓ２Ｏ３を含有させることが好ましくない。
【００６８】
［製造方法］
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有率の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を石英坩堝又は金坩堝に入れて７５０℃〜９５０℃の温度範囲で２〜３時間溶融して攪拌均質化を行い、８００℃〜６５０℃程度の温度に下げてから１時間程度経過した後、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。
【００６９】
［物性］
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が高く及び液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが高い。より具体的には、本発明の実施形態に係る光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは２．４、より好ましくは２．３５、最も好ましくは２．３を上限とする。一方、本発明の実施形態に係る光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは２．１５、より好ましくは２．１７、最も好ましくは２．２を下限とする。これにより、光学設計の自由度が広がり、さらに光学素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。本発明の実施形態に係る光学ガラスの液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηは、好ましくは２．０、より好ましくは１．５、最も好ましくは１．２を上限とする。一方、本発明の実施形態に係る光学ガラスの液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηは、好ましくは０．３０、より好ましくは０．３５、最も好ましくは０．４０を下限とする。これにより、精密プレスのガラスプリフォームを得ることができる。
【００７０】
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、耐失透性が高いこと、より具体的には、低い液相温度を有することが好ましい。すなわち、本発明の光学ガラスの液相温度は、好ましくは９００℃、より好ましくは８８０℃、さらに好ましくは８５０℃を上限とする。これにより、より低い温度で熔融ガラスを流出しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、特に熔融状態からガラスを形成したときの失透を低減でき、ガラスを用いた光学素子の光学特性への影響を低減できる。また、ガラスの熔解温度を低くしてもガラスを成形できるため、ガラスの成形時に消費するエネルギーを抑えることで、ガラスの製造コストを低減できる。一方、本発明の光学ガラスの液相温度の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの液相温度は、好ましくは５５０℃、より好ましくは５３０℃、さらに好ましくは５００℃を下限としてもよい。
【００７１】
また、本発明の実施形態に係る光学ガラスは、高分散（低アッベ数）を有することが好ましい。より具体的には、本発明の実施形態に係る光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは２５、より好ましくは２０、最も好ましくは１６を上限とする。一方、本発明の実施形態に係る光学ガラスのアッベ数（νｄ）の下限は特に限定されないが、好ましくは１３以上、より好ましくは１３．５以上、最も好ましくは１４以上であることが好ましい。これにより、光学設計の自由度が広がり、さらに光学素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。これにより光学素子の色収差の補正に顕著な効果を奏することができ、光学設計の自由度を広げることができる。
【００７２】
［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えばリヒートプレス成形や精密プレス成形等の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、例えば研磨加工を行って作製したプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。本発明の実施形態に係る光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、典型的にはデジタルカメラやプロジェクタ等に用いることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
【実施例】
【００７３】
本発明の実施例１〜４９の組成及び比較例１〜２の組成、並びに、屈折率（ｎｄ）、液相温度（℃）及び液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηの結果を表１〜表５に示す。表１〜表５に示した屈折率（ｎｄ）、液相温度（℃）及び液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）から、図１は、本発明の実施例及び比較例に係る光学ガラスの屈折率（ｎｄ）と液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηのとの関係を示す図である。図１に示すように、縦軸に屈折率（ｎｄ）、横軸に液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηを示し、「◇」を実施例とし、「□」を比較例とした。図２は、本発明の実施例及び比較例に係る光学ガラスの屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）との関係を示す図である。図２に示すように、縦軸に屈折率（ｎｄ）、横軸にアッベ数（νｄ）を示し、「◇」を実施例とし、「□」を比較例とした。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。
【００７４】
表１〜表５に示した本発明の実施例１〜４９及び比較例１〜２に係る光学ガラスは、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度の原料を選定した。表１〜表５に示した各実施例の組成及び各比較例の組成で、ガラス重量が４００ｇになるように秤量して均一に混合した後、石英坩堝又は金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で７５０℃〜９５０℃の温度範囲で２時間〜３時間溶融して攪拌均質化を行い、８００℃〜６５０℃程度の温度に下げてから１時間程度経過した後、金型に鋳込んで徐冷することにより作製した。比較例２は、ガラス化しなかった。
【００７５】
ここで、実施例１〜４９、比較例１に係る光学ガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１−２００３に基づいて測定した。なお、本測定に用いた光学ガラスは、徐冷降温速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【００７６】
表１〜表５に示した本発明の実施例１〜４９及び比較例１〜２に係る液相温度とは、４００℃〜１１００℃の温度勾配のついた失透試験炉に３０分保持し、倍率８０倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、結晶の無い温度を液相温度とした。
【００７７】
また、実施例１〜４９、比較例１に係る光学ガラスの液相温度における粘性は、球引上げ式粘度計（有限会社オプト企業社製  型番ＢＶＭ−１３ＬＨ）を用いて粘度η（ｄＰａ・ｓ）を求めた。
【００７８】
【表１】
2013189366.tif 000002
【００７９】
【表２】
2013189366.tif 000003
【００８０】
【表３】
2013189366.tif 000004
【００８１】
【表４】
2013189366.tif 000005
【００８２】
【表５】
2013189366.tif 000006
【００８３】
表１〜表５に示したように、本発明の実施例１〜４９に係る光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が２．２以上２．４以下であり、液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが０．３０以上０．６０以下であった。一方、比較例１に係る光学ガラスは、ガラスの屈折率（ｎｄ）が１．８７以下であり、液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが０．２であった。従って、本発明の実施例１〜４９に係る光学ガラスは、所望の屈折率（ｎｄ）を有し、且つ、所望の液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηを有することが明らかになった。
【００８４】
本発明の実施例に係る光学ガラスは、少なくともＢｉ２Ｏ３の含有量、Ｎｂ２Ｏ５の含有量、ＺｎＯの含有量をそれぞれ所定の範囲内にすることによって、高い屈折率（ｎｄ）を有し、且つ、高い液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηを有することが明らかになった。
【図１】
2013189366.tif 000007
【図２】
2013189366.tif 000008